中国区块链标准与技术发展趋势展望
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2022-02-19 04:01
作者| 陈丽姗 编审 | 于百程 排版 | 王纪珑琰
区块链技术的发展直接制约区块链作为底层基础设施的应用价值，也决定着区块链与产业融合的广度和深度。其中，区块链标准是发展区块链技术和实现产业运用最关键的一环之一，直接影响区块链技术的发展路径。此外，区块链不同方面的技术也在现阶段呈现出不同的特点与趋势。
为全面展示区块链产业发展情况，01区块链、零壹智库将推出《中国区块链产业发展普查报告（2021）》，欢迎相关机构参与提供创新案例。
（一）中国区块链技术标准现状
1. 区块链标准进程在2021年实现飞跃
国内外各大机构都在积极牵头区块链标准的制定。从全球范围内看，不同国家对标准的着重点不一样。牛津大学网络空间安全中心主任、可信计算国际标准组专家安德鲁·马丁表示，美国更关注基础共性的标准；德国更偏向工程化的标准，工业区块链是该国的重点；日本则更关注服务类标准，如基于区块链的服务和应用实践等。
目前，中国对区块链技术标准的制定主要体现在基础设施方面，应用和服务占比较小。中国是最早开展区块链标准化工作的地区之一，早在2016年10月，随着中国区块链技术和产业发展论坛成立，中国就开启了区块链和分布式记账技术领域的标准化工作。
从中国国内区块链标准现状出发，据全国标准信息公共服务平台、全国团体标准信息平台、企业标准信息公共服务平台，以及01区块链不完全统计，截止2021年底，我国已发布153项区块链标准，其中包含8项国家标准、3项行业标准、18项地方标准、70项区块链团体标准以及54项企业标准。
2021年是中国区块链标准化工作突飞猛进的一年，单年新增82项区块链相关标准，占现有区块链标准总数的53%。其中，2021年共新增5项国家标准、1项行业标准、 3项地方标准、44项区块链团体标准以及29项企业标准。新增行业、地方标准以及国家标准如下图所示。
资料来源：01区块链·零壹智库据公开资料统计
表2. 2021年新增区块链相关行业、地方标准
资料来源：01区块链·零壹智库据公开资料统计
从行业分类来看，属于信息传输、软件和信息技术服务业的标准共计79项，占比52%，其次是金融业（30项），占比19%，随后是其他互联网服务（14项，9%）和科学研究和技术服务业（11项，7%）。此外，区块链技术标准还涉及批发和零售业、租赁和商务服务、教育服务等行业。总体上看，我国对区块链技术标准的研究仍以基础设施为主，应用层面的标准有待进一步开发。
图1.区块链标准的行业分布
资料来源：01区块链·零壹智库据公开资料统计
结合118项出台的地方和企业相关区块链技术标准来看，从地区分布上，江苏省以出台26项区块链标准位居第一，广东省以23项紧随其后。北京市、上海市和浙江省以十余件区块链标准位于第二梯队。位于第三梯队的包括福建省、湖南省和贵州省等地。总体看，各地区区块链标准成果与地区区块链相关企业规模和政策扶持力度息息相关。
图2. 各省市出台的区块链标准数量
资料来源：01区块链·零壹智库据公开资料统计
2. 区块链标准化的三大难点
The Global Standards Mapping Initiative（GSMI）发布的Global Standards Mapping Initiative：An overview of blockchain technical standards（全球标准制定倡议：区块链技术标准概述）中绘制了来自30多个技术标准制定实体、185个司法管辖区和近400个行业集团的数据。该报告梳理出目前区块链标准制定中仍需突破的关键点。
（1）.区块链术语仍缺乏统一定义
目前，区块链行业缺乏统一定义和术语是该行业发展需要突破的关键问题。不同机构下对区块链相关术语缺乏统一性和确定性定义，尽管这些差异似乎很微小，但却会在整个标准的开发和实施过程中被放大，并直接影响到各机构对区块链相关技术的解释差异。
（2）.标准制定领域既有差距，也有重叠
区块链标准化过程中存在标准内容和范围的差别与重叠。这主要体现在以下几个方面：一是区块链标准在技术堆栈的分层方法因组织而异，如面向网络的标准与面向应用层的标准。二是区块链在垂直行业的应用中涉及如金融机构、合规机构等多主体，而不同主体在制定标准缺乏一致性步调。三是区块链与其他高度标准化的技术领域重叠，如密码学、零知识证明等，这些技术也对区块链标准和技术轨迹存在重大影响。
（3）.标准受地理因素、制定者的专业和角色影响
目前，区块链标准制定的主体主要位于欧洲、北美和中国，虽然一些机构有意通过地方团体或区域代表将全球声音纳入其倡议，但许多机构仍然缺乏全球代表性。这导致标准制定会受某些地区基础设施、监管和文化等因素影响。标准制定过程中缺乏代表性还体现在制定主体的专业知识，这导致标准研发方向有所“偏好”，所制定的标准未必使技术的最终使用者收益。此外，制定标准的“角色”同样导致标准化过程的透明度问题，如生产者开展的标准化工作引发消费者在该过程受到排斥甚至是剥削的担忧。
（二）区块链技术的演进趋势
根据中国信息通信研究院发布的《区块链白皮书 2021》，目前，区块链开始步入以“信任链”“协作链”为导向的新发展阶段。一方面，随着数据这一生产要素的重要性凸显，区块链技术支持低成本构建数据全流程信任通道，通过搭建“信任链”助力产业数字化转型。另一方面，区块链自身也正在技术、应用和产业维度等方面全面升级，通过构建可信协作网络的方式深度服务于各个交叉领域和主体。
就区块链技术演进趋势来看，中国信通院发布的《区块链白皮书(2021年)》将区块链技术分为核心技术、扩展技术和跨链技术三大类。三大类技术在发展趋势上呈现出不同特点，但总体上看，目前区块链技术架构已趋于稳定,围绕产业区块链场景实际需求,相关技术朝着“高效、安全、便捷”持续演化。
来源：中国信息通信研究院
1. 区块链核心技术渐进式创新
2021年区块链整体技术未有明显突破,但核心技术的渐进式创新仍在持续,其中对等网络、共识机制、智能合约的优化改进最为突出。核心技术优化具体表现在以下几个方面。
一是对等网络深度优化,蚂蚁链推出BTN( Blockchain Transmission Network),提升区块链节点的通信能力，加速区块链网络数据传输；长安链发布自研P2P网络 Liquid代替开源组件ibp2p,提升区块链系统兼容性和通信效率。
二是异步共识算法取得进展，中科院软件所张振峰团队与美国新泽西理工学院共同提出的国际上首个完全实用的异步共识算法小飞象拜占庭容错算法( DUMBOBET),有望应用于实际生产环境。
三是智能合约开发框架持续探索, FISCO-BCOS发布基于Rust的新型Wasm合约语言框架Liquid，探索智能合约新模式。国内区块链技术呈点状突破态势,对于细分技术领域边界的探索力度不断加大,整体技术水平持续提升。
2. 扩展技术提升区块链服务能力
扩展技术上看，区块链技术与其他相关技术如物联网、隐私计算和云计算的结合实现了技术之间的相互补充，也扩展了区块链服务能力的相关技术。这三大技术在2021年同样也是火热的赛道。
区块链与物联网的结合能够实现打通数字世界和物理世界的可信连接通道。物联网设备可有效提升上链数据真实性，而区块链也能为数据要素流转和价值挖掘提供可信保障，二者结合能够促进数据要素发挥作用，促进区块链在物联网的应用拓展。
区块链加隐私计算是新兴的火热赛道，二者技术的结合能够取长补短，为实现数据价值共享提供了新的技术路径和解决思路。将隐私保护技术内嵌入区块链底层设施，在实现数据“可用不可见”的基础上，促进多方数据的协作和共享。
区块链与云计算的结合BaaS（Blockchain as a Service，区块链即服务）以云计算为基础,通过融合区块链底层、集成开发工具、智能合约管理、自动化运维、数字身份、跨链服务等功能,实现区块链底层和应用一站式开发与部署。蚂蚁、腾讯、华为、趣链等主流BaaS平合现已具有多引擎支持、多模式部署、多节点统管理等能力。
3. 跨链互操作紧迫性问题突出
随着区块链应用广度与深度的不断拓展,不同区块链平台之间跨链难、上层应用系统与底层链切换难、链上链下可信交互难的三难问题逐渐凸显,其中,链间互操作尤其重要,最为紧迫,也是行业公认的焦点难点。
跨链互通主要技术手段包括公证人机制、侧链/中继链、哈希时间锁定、分布式私钥控制四类，以上跨链项目从技术层面验证了链间互操作的可行性,但受制于技术、应用、流程机制等因素,整体上仍处于早期阶段。